大跨度系杆拱桥现浇梁支架施工

鉴 伟

(铁道战备舟桥处，山东 德州 251100)

大跨度系杆拱桥现浇梁支架施工

鉴 伟

(铁道战备舟桥处，山东 德州 251100)

结合西安市东风路灞河桥的支架结构特点，介绍了支架的施工方法，并从预压方式、沉降变形观测点布设、预压程序等方面，阐述了该大跨度系杆拱桥现浇梁支架的预压方案，为同类工程施工积累了经验。

系杆拱桥，支架，预压方案，钢管柱

1 工程概况

东风路灞河桥主桥采用两跨半中承式连续系杆拱桥，跨径布置为：2×89=178 m，施工方式为墩柱形成后，搭建钢支架，铺设模板，预压后现浇混凝土。混凝土应力达到设计要求时，张拉系梁应力束，最后在桥上用120 t汽车吊吊装钢拱肋、吊杆。

2 支架结构

现浇支架基础采用φ630钢管桩(系梁下)和φ529钢管桩(其他)，净跨距10.5 m，双排桩间距6 m，桩间采用Ⅰ20工字钢、[10槽钢焊接成桁架联接系。

桩顶接φ609×16柱子，柱顶为双拼2Ⅰ56b横向工字钢，纵向主梁为贝雷梁，桥宽54 m范围内分布50片贝雷片，其中4个系梁下各分布5组双拼，桥中2组3拼，两侧各1组双拼。横向为24组吊杆横梁下各分布2组双拼54 m长贝雷片，中墩处横向为工字钢。

3 现浇支架结构

现浇支架结构示意图见图1。

4 施工方法

4.1 支架施工工艺流程

支架施工工艺流程见图2。

4.2 钢管桩定位插打

施工采用履带吊配合振动锤插打钢管桩，先初测钢管桩位置，安装定位导向装置，吊装管桩就位，利用全站仪定位测量，使振动锤的中心线和定位桩点成一直线，利用履带吊提升振动锤，用振动锤将钢管桩夹紧，慢慢下沉至设计深度，精确测量，需要时将钢管桩慢慢提升、移动调整，测量人员用全站仪观察桩的倾斜度是否符合规范要求，确保位置偏差在20 mm内，倾斜度不大于0.8%，根据入土深度和贯入度双控保证承载力和稳定性。水中部分可逐跨打设铺装，履带吊“钓鱼法”向前推进。

4.3 焊接桩间连接系及桩顶垫板、垫梁

用[20槽钢焊接桩间连接系、增加管桩立柱的稳定性，测量找平后焊接桩顶垫板。在加工场地焊接工字钢垫梁，运至现场后在桩顶垫板上焊接2Ⅰ56a工字钢垫梁。

4.4 安装纵横向贝雷梁、工字钢

在垫梁上放线，画出纵向贝雷梁的位置。在预拼场将贝雷梁预拼好，吊装至设计位置，对贝雷梁进行固定。在纵向贝雷梁上安装横向贝雷梁(每组吊杆横梁处2组)，墩顶附近Ⅰ40a工字钢做简支分配梁，间距为60 cm。每根工字钢、横贝雷梁应与纵向贝雷梁用U形螺栓固定。

5 2×89 m系杆拱现浇纵、横梁支架预压方案

5.1 预压目的和意义

为确保现浇梁支架的结构设计承载力和结构安全性，2×89 m系杆拱主桥现浇纵向系梁、吊杆横梁、拱肋横梁及墩顶横梁施工前要对梁底钢管桩贝雷梁支架系统进行分区分级加载预压。通过加载预压方式，检验钢管桩支架系统的承载力和稳定性，消除钢管桩支架的不均匀沉降和支架构件与连接部位的非弹性变形，实测弹性变形参数，确定纵向系梁，吊杆、拱肋、中墩顶横梁底模施工控制标高，设置底模预拱度，保证现浇纵横梁体结构线性符合施工图要求。

5.2 预压方式

预压采取分左、右幅对称分区段分级加载方式。支架预压总荷载19 862.5 t，总面积4 801.84 m2，预压面单位荷载为4.136 t/m2。主要采用砂袋做加荷载体，考虑预压堆积体量，对于单位荷载较大的部位，采用钢筋原材加砂袋。砂袋在梁底模上呈梯形断面，上下层砂袋进行纵、横向搭接1/2袋体。

整个预压加载过程模拟实际纵、横梁混凝土施工时的荷载分布，按照先底板、再腹板、最后堆载顶板和翼缘的顺序进行，各级加载按总预压荷载值的50%，100%，115%三级加载，各级持荷时间分别为24 h，12 h，36 h，不含加载过程时间。

5.3 支架预压沉降及变形观测点的布设

根据主桥现浇纵横梁结构和钢管桩贝雷梁支架平面布置形式，确定了预压过程沉降与变形监测点的布设位置，测点间距不大于6.0 m。

测点布设原则如下。

5.3.1 系梁下测点布设

系梁标准段测点布设在系梁的吊杆横梁相交处，变截面段布设在梁底变高点处，一道系梁单跨内布设17个测点。

5.3.2 吊杆横梁、中墩横梁及拱肋横梁布设

一道吊杆横梁、中墩横梁及拱肋横梁均布设7个测点，位于跨中。

测量沉降和变形可以在桥下测现浇梁底模板下面或桥面上测梁底模板上面侧边。

5.4 预压程序

采取南、北幅钢管支架各分5个区对称分段预压方案。根据现场实际和施工进度确定预压顺序。加载及弃载顺序：按荷载总值的0→50%→100%→115%→115%→100%→50%→0%，测得各级荷载值下的测点变形值。

5.4.1 预压前准备工作

钢支架搭设完成后，进行底模铺设，技术人员现场控制底模顶标高，预设预拱度，以减少或避免荷载预压后支架变形和下沉造成现浇梁底模标高调整工作量。预拱度值由钢管桩总下沉量(弹性压缩和非弹性压缩，参照试验桩设计荷载级加载时的累计下

沉值)、钢管柱弹性压缩、碗扣架及方木的弹性及非弹性压缩量构成。

试验装置图见图3。

1)钢管桩总下沉量：参照试验桩报告(含桩弹性压缩变形及桩土间塑性变形)。

上吊车系梁下φ630钢管桩考虑纵横贝雷梁及碗扣架已搭设，自重已施加立柱。

由试验桩170 t荷载级时总下沉量最大值确定：V1a=21 mm。

不上吊车横梁下φ529钢管桩。

由试验桩140 t荷载级时总下沉量最大值确定：V1b=17 mm。

2)钢管柱的弹性压缩量:

上吊车部位按φ609×14钢管柱的设计最大荷载值N=220 t,l=9.5 m,A=261.695 cm2。

弹性压缩量:V2=N×L/(E×A)=(220×10 000+205.43×10)×9.5×1 000/(210×1 000×261.695×100)=3.8 mm。

不上吊车部位按φ609×14钢管柱的设计最大荷载值N=170 t,l=9.5 m,A=261.695 cm2。

弹性压缩量:V2=N×L/(E×A)=(170×10 000+205.43×10)×9.5×1 000/(210×1 000×261.695×100)=3.0 mm。

3)钢碗扣架及方木空隙及变形：按5 mm估算。

观测点布设呈“井”格状，间距5.0 m设置，沉降及变形测量闭合差满足规范要求。

5.4.2 加载及沉降观测

现浇纵、横梁钢管支架预压顺序：同一区段分南、北幅系梁及横梁同时进行加载，中墩区段由墩顶横梁轴线向两侧跨中方向进行，其他区段由区段分界线向其中心方向进行，横梁加载由系梁交接处向其轴向跨中或悬臂向进行。

预压按总荷载值的50%，100%，115%分三级加载。观测分为荷载前、荷载中、卸载后三个阶段，荷载中观测3 d，每天测两遍。沉降稳定后，分级卸下砂袋卸载。分析测量数据，确定预压区域测点的弹性变形及非弹性变形，设置系梁、横梁底模的预留沉降量，计算出梁底模顶各部的高程，通过支架上可调托盘调整底模高程。

5.4.3 预压过程控制及要求

预压过程中要定时检查支架的工作状况，钢碗扣件有无压弯或变形，方木有无压裂；支架型钢连接及柱网连接桁架焊缝有无破坏或开裂，预压施工方法、预压程序及观测沉降量、弹性变形量观测等钢管支架系统和门洞支架系统。发生较大沉降、钢管支架变形量过大等不正常反应要立即报告，必要时须迅速卸载；组织专家查明原因，采取相应加固处理措施。

[1] 刘自民.桥涵[M].北京：人民交通出版社，2003.

Cast-in-situ beam support construction of large-span tied-arch bridge

Jian Wei

(RailwayWarPreparednessZhouqiaoDepartment,Dezhou251100,China)

Combining with the support structure features of Ba river bridge on Dongfeng road in Xi’an city, the paper introduces the support construction methods, and describes cast-in-situ beam support preloading scheme of the large-span tied-arch bridge from aspects of preloading method, subsidence deformation observation point setting and preloading program, which has accumulated experience for similar engineering construction.

tied-arch bridge, support, preloading scheme, steel-pipe column

1009-6825(2017)02-0184-02

2016-11-05

鉴 伟(1982- )，男，工程师

U448.225

A